07.01.2014 Views

Tulisijan sekä lämmitys- ja ilmanvaihto- järjestelmien yhteiskäyttö

Tulisijan sekä lämmitys- ja ilmanvaihto- järjestelmien yhteiskäyttö

Tulisijan sekä lämmitys- ja ilmanvaihto- järjestelmien yhteiskäyttö

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

COMBI tulokset<br />

Pekka.Tuomaala@vtt.fi<br />

23.12.2002 2 (37)<br />

<strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> <strong>sekä</strong> <strong>lämmitys</strong>- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong><strong>järjestelmien</strong><br />

<strong>yhteiskäyttö</strong><br />

Yhteisrahoitteisen tutkimushankkeen (COMBI) tutkimustulosten<br />

yhteenveto, 23.12.2002


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 2 (37)<br />

1. YLEISTÄ<br />

<strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong>, <strong>lämmitys</strong>- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong>järjestelmän <strong>yhteiskäyttö</strong>ä on tutkittu yhteisrahoitteisessa<br />

tutkimushankkeessa. Tutkimuksen rahoittajina <strong>ja</strong> tutkimusta oh<strong>ja</strong>nneen<br />

johtoryhmän jäseninä ovat toimineet HL-HEAT Oy, HärmäAir Oy, Kerman<br />

Savi Oy, Motiva Oy, Nunnalahden Uuni, Optiroc Oy Ab, Puulämpö Suomi Oy,<br />

Rakennustieto Oy, Suomen Asuntomessut, Sähkö- <strong>ja</strong> telealan urakoitsi<strong>ja</strong>liitto<br />

STUL, Sähköenergialiitto ry SENER, Tiileritehtaat, Tulikivi Oyj, Turun Uunisepät<br />

Oy, Tekes, Vallox Oy, Vattenfall Sähkömyynti Oy, VTT <strong>ja</strong> Ympäristöministeriö.<br />

Päärahoitta<strong>ja</strong>na toimineen Tekesin rahoituspäätöksen mukainen tutkimuksen<br />

alkuperäinen aikataulu on 31.5.2000 - 30.6.2002.<br />

Tutkimuksen toteutuksesta on vastannut VTT. Hankkeessa on kerätty uutta <strong>lämmitys</strong>-<br />

<strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong><strong>järjestelmien</strong> <strong>yhteiskäyttö</strong>ön liittyvää aineistoa kokeellisilla<br />

<strong>ja</strong> laskennallisilla menetelmillä. Mittaukset on tehty kontrolloiduissa laboratorioolosuhteissa,<br />

<strong>ja</strong> mittaustulosten avulla on voitu määrittää tutkittujen laitteiden<br />

lämpö- <strong>ja</strong> virtaustekniset perusominaisuudet. Uusia laskennallisia menetelmiä on<br />

kehitetty erilaisten laite- <strong>ja</strong> järjestelmäkombinaatioiden analysoinnin tehostamiseksi.<br />

Hankkeessa validoitujen laskentamenetelmien avulla on voitu arvioida<br />

luotettavasti esimerkiksi rakenteiden massiivisuuden vaikutuksia <strong>lämmitys</strong>- <strong>ja</strong><br />

<strong>ilmanvaihto</strong>-olosuhteisiin erilaisissa ilmasto-olosuhteissa.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 3 (37)<br />

2. YLEISET TULOKSET<br />

Tutkimussuunnitelmassa hankkeelle asetettiin kuusi yleisen tason tavoitetta. Alla<br />

on esitetty näiden tavoitteiden saavuttamiseksi tehdyt toimet <strong>sekä</strong> esitetty<br />

keskeisimmät tutkimustulokset.<br />

2.1 Uusien analyysivalmiuksien luominen<br />

Hankkeessa on kehitetty uusia <strong>lämmitys</strong>- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong>laitteiden kokeellisia <strong>ja</strong><br />

laskennallisia analysointivalmiuksia. Esimerkiksi tulisijojen lämmönluovutus on<br />

mitattu uusitussa laboratorioympäristössä (Kuva 1). Mittaukset tehtiin eri<br />

materiaaleista valmistetuille <strong>ja</strong> eri kokoisille tulisijoille polttamalla kokeissa<br />

analysoidut panokset valmista<strong>ja</strong>n antamien käyttöohjeiden mukaan. Mittauksista<br />

saatiin täysin uutta aineistoa, josta voitiin todeta muun muassa tulisi<strong>ja</strong>n<br />

massiivisuuden selkeä vaikutus tulisi<strong>ja</strong>n <strong>lämmitys</strong>tehokäyrän muotoon.<br />

Kuva 1. <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> mittausjärjestelyjä uusitussa laboratorioympäristössä.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 4 (37)<br />

2.2 Lämmitysjärjestelmäkonseptien arviointi<br />

Yhtenä yleisen tason tavoitteena hankkeessa oli selvittää uusien <strong>ja</strong> perusparannettavien<br />

<strong>lämmitys</strong>järjestelmäkonseptien toimivuutta erilaisissa kohteissa <strong>sekä</strong><br />

osoittaa saatujen tulosten perusteella laitteille tuotekehitysperusteita <strong>ja</strong> esittää<br />

toimivia ratkaisuvaihtoehto<strong>ja</strong>. Tämä työ päätettiin johtoryhmässä tehdä hankkeessa<br />

kehitetyillä laskennallisilla menetelmillä, jolloin eri parametrien vaikutuksia<br />

voitiin arvioida kustannustehokkaammin kun esimerkiksi kenttämittausten avulla.<br />

Tehdyissä simuloinneissa tarkasteltiin erityisesti <strong>lämmitys</strong>- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong>laitteiden<br />

toimintaa erilaisilla rakenneratkaisuilla (rakenteiden eristystasot <strong>ja</strong> massiivisuus)<br />

erilaisissa käyttöolosuhteissa.<br />

Erilaisten <strong>lämmitys</strong>- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong>konseptien toimivuutta arvioitaessa on aina<br />

huomioitava rakennuksen, vaihtoehtoisten talotekniikkaratkaisujen rakennuksen<br />

<strong>sekä</strong> käytön <strong>ja</strong> ylläpidon väliset vuorovaikutukset. Esimerkiksi rakennuksen koko<br />

<strong>ja</strong> rakenteiden ominaisuudet vaikuttavat yhdessä käytön <strong>ja</strong> ylläpidon kanssa hyvin<br />

keskeisesti siihen, millaiset talotekniikkalaitteet kohteeseen parhaiten sopivat.<br />

Talotekniikka<br />

- <strong>ilmanvaihto</strong><br />

- jäähdytys<br />

- <strong>lämmitys</strong><br />

Lämmitys- <strong>ja</strong> ilmanavaihtolaitteiden valinnassa <strong>ja</strong> mitoituksessa on huomioitava<br />

erilaisten käyttökohteiden tarpeet. Massiivisuudeltaan kevytrakenteinen tulisi<strong>ja</strong><br />

sopii hyvin esimerkiksi vapaa-a<strong>ja</strong>n rakennuksiin, kun tarvitaan suuria <strong>lämmitys</strong>-<br />

Sisäilmastoolosuhteet<br />

Rakennus<br />

- muodot <strong>ja</strong> mitat<br />

- rakenteiden eristeet<br />

<strong>ja</strong> massiivisuus<br />

Käyttö <strong>ja</strong> ylläpito<br />

- rakennusautomaatio<br />

- huolto<br />

- käyttötottumukset<br />

Kuva 2. Rakennuksen, talotekniikan <strong>sekä</strong> käytön <strong>ja</strong> ylläpidon vaikutukset<br />

säilmasto-olosuhteisiin.<br />

Yleisenä havaintona hankkeessa tehtyjen analyysien perusteella voidaan todeta,<br />

että <strong>lämmitys</strong>laitteiden <strong>ja</strong> aivan erityisesti rakenteiden massiivisuudella on keskeinen<br />

vaikutus lämpöolosuhteiden hallinnassa. Tämä ilmiö korostuu esimerkiksi<br />

käytettäessä tulisijo<strong>ja</strong> lisälämmönlähteenä. Koska panospoltossa hetkellinen<br />

<strong>lämmitys</strong>teho kiihkeimmän palovaiheen aikana nousee tulisi<strong>ja</strong>n tyypistä riippuen<br />

välille 1...4 kW, ei välikaudella voida tulisi<strong>ja</strong>n koko <strong>lämmitys</strong>potentiaalia<br />

hyödyntää ilman riittävän massiivisia rakenteita joihin hetkellisen <strong>lämmitys</strong>tarpeen<br />

ylittävä osa voidaan varastoida.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 5 (37)<br />

teho<strong>ja</strong> lyhyitä käyttö- <strong>ja</strong> oleskelu<strong>ja</strong>kso<strong>ja</strong> varten. Hyvin eristettyihin asuinrakennuksiin<br />

puolestaan sopii luontevasti massiiviset tulisi<strong>ja</strong>t, joiden lämmönluovutusteho<br />

vastaa hyvin <strong>lämmitys</strong>tarpeita. Yksityiskohtaiset tulokset on esitetty jäljempänä<br />

tämän raportin kappaleessa 3.2.<br />

Ilmanvaihdon <strong>ja</strong> tulisi<strong>ja</strong>n yhteiskäytössä saattaa joissakin käytännön toteutuksissa<br />

ilmetä ongelmia. Jos rakennuksessa esimerkiksi on pelkästään koneellinen poisto<strong>ilmanvaihto</strong>,<br />

saattaa tulisi<strong>ja</strong>n käytössä ilmetä veto-ongelmia. Tämän johtuu siitä<br />

että koneellinen poisto aiheuttaa rakennukseen alipaineen, eikä kylmä hormi<br />

toimi halutulla tavalla. Tällaisessa ongelmatilanteessa hormi saadaan vetämään<br />

parem-min tuomalla tulisi<strong>ja</strong>lle erityisesti sytytysvaiheessa riittävästi<br />

palamisilmaa. Lisäksi hormin veto-olosuhteita parantaa se, että poistopuhaltimet<br />

(<strong>ilmanvaihto</strong>, liesituuletin, keskuspölynimuri) kytketään pois päältä<br />

sytytysvaiheen a<strong>ja</strong>ksi.<br />

Kaikkein parhaiten ilmanvaihdon <strong>ja</strong> tulisi<strong>ja</strong>n yhteiskäytön ongelmat vältetään<br />

ilmanvaihdon huolellisella suunnittelulla <strong>ja</strong> toteutuksella niin, että painetasot<br />

hallitaan kaikissa käyttöolosuhteissa. Yhteiskäytön kannalta on suositeltavaa että<br />

rakennukseen valitaan koneellinen tulo- <strong>ja</strong> poisto<strong>ilmanvaihto</strong>järjestelmä, koska<br />

tällöin voidaan parhaiten hallita rakennuksen painetasot. Tämän lisäksi on syytä<br />

seurata alan kansainvälistä kehitystä, koska jo tällä hetkellä eräissä Euroopan<br />

maissa edellytetään tulisijojen käytössä sellaisia hermeettisiä ratkaisu<strong>ja</strong> joissa<br />

tulisi<strong>ja</strong>n tarvitsema palamisilma kanavoidaan suoraan tulisi<strong>ja</strong>an niin ettei tulisi<strong>ja</strong>n<br />

käyttö vaikuta <strong>ilmanvaihto</strong>järjestelmän toimintaan. Lisäksi on mahdollista, että<br />

erillinen palamisilman tuonti tulisi<strong>ja</strong>an tullaan vaatimaan lähivuosina myös EUdirektiivissä.<br />

Myös pää<strong>lämmitys</strong><strong>järjestelmien</strong> suunnitelussa on mitoitusolosuhteiden parametrien<br />

(rakenteiden lämmöneristävyys, ilmanvaihdon määrä <strong>ja</strong> mitoituslämpötilat)<br />

lisäksi huomioitava rakenteiden massiivisuus. Nopeasti <strong>lämmitys</strong>olosuhteiden<br />

muutoksiin reagoivien <strong>lämmitys</strong>ratkaisujen (esimerkiksi radiaattorit <strong>ja</strong><br />

ilma<strong>lämmitys</strong>) vahvuutena on yhteiskäytössä se, että tulisi<strong>ja</strong>n tuottaessa tilaan<br />

riittävästi lämpöä nämä ratkaisut voivat katkaista oman lämmöntuoton. Silloin<br />

kun tulisi<strong>ja</strong> tuottaa rakennuksen hetkellisen <strong>lämmitys</strong>tarpeen ylittävän määrän<br />

lämpöä, tulisi tämä lämpö varastoida termisesti riittävän massiivisiin rakenteisiin.<br />

Esimerkiksi <strong>ja</strong>tkuvasti yleistyvä varaava tai osittain varaava lattia<strong>lämmitys</strong><br />

voidaan saada toimimaan erittäin hyvin myös tulisi<strong>ja</strong>n tuottaman lisälämmön<br />

varastoinnissa. Tämä kuitenkin edellyttää että varaavan massan<br />

lähtölämpötilataso on riittävän alhainen. Lisäksi tarvitaan kuitenkin sellaista<br />

hyvin toimiva säätö- <strong>ja</strong> oh<strong>ja</strong>usjärjestelmä, jossa <strong>sekä</strong> lämpötila-anturit on<br />

sijoitettu oikein että itse säätö-algoritmit mahdollistavat tulisi<strong>ja</strong>n hetkellisten<br />

lämpökuormien hyödyntämisen.<br />

2.3 Yritysten, viranomaisten <strong>ja</strong> tutkimusyksiköiden verkottuminen<br />

Tutkimushankkeessa mukana olleet yritykset <strong>ja</strong> viranomaiset ovat osallistuneet<br />

aktiivisesti johtoryhmätyöskentelyyn <strong>sekä</strong> valvoneet <strong>ja</strong> oh<strong>ja</strong>nneet tutkimuksen<br />

toteutusta. Johtoryhmätyöskentelyssä on näin samalla tutustuttu eri osapuolten<br />

toimintaan, joka on johtanut esimerkiksi täysin uusien <strong>ja</strong>tkohankeideoiden<br />

kehittelyyn.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 6 (37)<br />

2.4 Tiedonvälitys<br />

Tiedonvälityksen yleiseksi tavoitteeksi asetettiin uusiutuvien energialähteiden<br />

käytön edistäminen <strong>sekä</strong> energian käytön tehostaminen. Näiden tavoitteiden<br />

saavuttamiseksi hankkeen tuloksista on informoitu eri tavoin kuluttajia, suunnitteli<strong>ja</strong>kuntaa<br />

<strong>sekä</strong> laitevalmistajia.<br />

Kuluttajille hankkeen tuloksista on välitetty tietoa kahdessa eri<br />

tiedotusvälineessä. Syystalvella 2001 hankkeen ensimmäisen vaiheen tuloksista<br />

laadittiin tiedotus-paketti (YLE:n TekstiTV). Tämän lisäksi tutkimuksen<br />

tuloksista on kerrottu VTT:n asiakaslehdessä <strong>ja</strong> Tekniikka&Talous -lehdessä.<br />

Näiden lisäksi hankkeessa mukana olleille rahoittajille toimitettiin yhteistä<br />

tiedotusmateriaalia Kotkan Asuntomessu<strong>ja</strong> 2002 varten, <strong>ja</strong> keskeisimmät tulokset<br />

tullaan hankkeen päätyttyä esittämään kuluttajille myös internetissä Motivan<br />

kotisivuilla.<br />

Lämmitys- <strong>ja</strong> ilmanavaihto<strong>järjestelmien</strong> suunnitteli<strong>ja</strong>kunnalle laaditaan Rakennustieto<br />

Oy:n toimittama LVI-kortti. Tässä kortissa esitetään suunnittelussa<br />

huomioitavat seikat tulisi<strong>ja</strong>n, <strong>lämmitys</strong>- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong>järjestelmän toimivan<br />

yhteiskäytön saavuttamiseksi.<br />

2.5 Kansainvälisyys<br />

Kansainvälisen yhteistyön <strong>sekä</strong> yritysten vientitoiminnan teknisen perustan<br />

lujittamiseksi on hankkeessa osallistuttu kansainvälisen energiajärjestön (IEA)<br />

asiantunti<strong>ja</strong>työhön (Task 22: Building Energy Analysis Tools), <strong>ja</strong> hankkeen<br />

tieteelliset tulokset on raportoitu ASHRAE Transctionsiin kirjoitetussa artikkelissa<br />

(Tuomaala et al. 2002). Artikkelissa on esitetty hankkeessa käytettyjen <strong>ja</strong><br />

kehitettyjen laskennallisten menetelmien luotettavuuden valmistamiseksi tehdyt<br />

testit <strong>ja</strong> testien tulokset. Testeissä varmistettiin <strong>sekä</strong> ilmavirtojen että lämmönsiirron<br />

laskentamenetelmien luotettavuus kansainvälisesti yleisesti käytettyjen<br />

analyyttisten, laskentatyökalujen tuloksia vertailevien <strong>ja</strong> kokeellisten testien<br />

avulla. Keskeisimpiä laskentamenetelmiä on käsitelty myös väitöskir<strong>ja</strong>työssä<br />

(Tuomaala 2002).<br />

2.6 Uuden tietotekniikan hyödyntäminen<br />

Uutta tietotekniikkaa on hyödynnetty käyttämällä <strong>ja</strong> edelleen kehittämällä VTT:n<br />

laskennallisia analyysivalmiuksia tutkimuksen apuvälineeksi. Tutkimushankkeessa<br />

on demonstroitu simulointiketju lähtötietojen antamisesta (rakennuksen CADpiirustus<br />

<strong>sekä</strong> rakenteiden <strong>ja</strong> talotekniikkalaitteiden tietokanta, kuva 3) tulosten<br />

graafiseen 4D-animointiin (suureiden visualisointi aikariippuvina 3-ulotteisessa<br />

tilassa, kuva 4).


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 7 (37)<br />

Kuva 3. Tarkasteltavan rakennuksen CAD-piirustus, josta saadaan suoraan<br />

simuloinnissa tarvittavat rakenteiden lähtötiedot.<br />

Kuva 4. Tarkasteltavan rakennuksen yhteen tilaan sijoitetun varaavan tulisi<strong>ja</strong>n<br />

simuloidut pintalämpötilakentät.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 8 (37)<br />

Uuden tietotekniikan hyödyntäminen käyttämällä rakennuksen lämpö- <strong>ja</strong> virtaustekniikan<br />

simulointisovellusta tehostaa merkittävästi eri parametrien vaikutusten<br />

arviointia. Sovelluksen avulla saadaan luotettavia arvioita esimerkiksi erilaisten<br />

rakenne- <strong>ja</strong> talotekniikkaratkaisujen vaikutuksista rakennuksen energiankulutukseen<br />

erilaisissa ilmasto-olosuhteissa (Tuomaala 2002).<br />

Simulointisovelluksessa voidaan valita analysoinnin lähtötiedoiksi erilasia ulkovaipan<br />

rakenneratkaisu<strong>ja</strong>, ikkunoita <strong>ja</strong> ovia, <strong>lämmitys</strong>- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong>laitteita <strong>sekä</strong><br />

kotitalouskoneita suoraan tietokannasta. Valitun prosessin toimintaa voidaan<br />

simuloida eri vuodenaikoina eri paikkakunnilla (Helsinki, Jyväskylä <strong>ja</strong><br />

Sodankylä), <strong>ja</strong> tuloksina saadaan mm. pintalämpötilo<strong>ja</strong>, lämmönsiirtokertoimia,<br />

energiankulutus, tehontarpeet <strong>ja</strong> tilojen lämpötilat.<br />

3. KONKRETIATULOKSET<br />

Tutkimushanketta edeltäneissä tarvekartoituksissa tunnistettiin talotekniikan<br />

yhteiskäytössä kolme selkeää osa-aluetta: (1) tulisi<strong>ja</strong>t <strong>sekä</strong> (2) pää<strong>lämmitys</strong>- <strong>ja</strong> (3)<br />

<strong>ilmanvaihto</strong>järjetelmät. Tutkimussuunitelmaan kir<strong>ja</strong>ttiin näiden keskustelujen<br />

perusteella useita konkretiatavoitteita, joista keskeisimpiin kysymyksiin on haettu<br />

vastauksia johtoryhmän oh<strong>ja</strong>amana kokeellisilla <strong>ja</strong> laskennallisilla menetelmillä.<br />

Projektin mittaukset tehtiin kontrolloiduissa laboratorio-olosuhteissa, <strong>ja</strong> laskenta<br />

suoritettiin LVIS2000 pientalolle, jonka poh<strong>ja</strong>piirustus on esitetty kuvassa 5.<br />

Kuva 5. Laskennassa käytetyn LVIS2000 talon poh<strong>ja</strong>piirustus.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 9 (37)<br />

Laskelmat suoritettiin kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteiselle rakennukselle. Kevytrakenteisen<br />

talon runkorakenne on puinen <strong>ja</strong> lämpöeristyksenä on käytetty villaeristystä<br />

(Liite 1,Taulukko 1). Raskasrakenteinen talo on rakennettu betonielementeistä<br />

(Liite 1, Taulukko 2). Kummassakin tapauksessa on sama alapoh<strong>ja</strong>rakenne <strong>sekä</strong><br />

samat ikkunat <strong>ja</strong> ovet. Lisäksi molempien laskentatapausten vaipparakenteiden U-<br />

arvot ovat samansuuruiset.<br />

3.1 Pää<strong>lämmitys</strong>järjestelmät<br />

3.1.1 <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> panospolton <strong>lämmitys</strong>energian hyödyntäminen<br />

Kuvassa 6 on esitetty tyypillinen mittauksiin perustuva tulisi<strong>ja</strong>n luovuttama aikariippuva<br />

<strong>lämmitys</strong>teho kontrollioduissa laboratorio-olosuhteissa. Puupanoksen<br />

palovaiheen aikana lasisen suuluukun kautta lämmitettävään tilaan siirtyvä teho<br />

on suuruusluokaltaan 1-2 kW. Palovaiheen jälkeinen <strong>lämmitys</strong>teho riippuu<br />

tulisi<strong>ja</strong>rakenteiden massiivisuudesta <strong>sekä</strong> luonnollisesti poltetun panoksen<br />

suuruudesta. Normaale<strong>ja</strong> olosuhteita vastaavassa polttokokeessa tämä teho<br />

vaihteli 24 h polton jälkeen välillä 0,7 - 2,7 kW.<br />

3.0<br />

2.5<br />

2.0<br />

Teho [kW]<br />

1.5<br />

1.0<br />

0.5<br />

0.0<br />

0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00<br />

Aika [h]<br />

Kuva 6. Tyypillisen varaavan tulisi<strong>ja</strong>n <strong>lämmitys</strong>teho panospolton eri vaiheissa,<br />

kun tulisi<strong>ja</strong>ssa poltettiin kolme puupanosta kolmen ensimmäsen tunnin aikana.<br />

Panospoltosta hyödyksi saatava <strong>lämmitys</strong>energia on arvioitu laskennallisilla<br />

menetelmillä. Laskennassa käytettiin kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteista tulisi<strong>ja</strong>a. Tulisijojen<br />

mitat pidettiin samoina, joten tulisi<strong>ja</strong>n koolla ei ole vaikutusta laskentatuloksiin.<br />

Tulisijojen aineominaisuudet (tiheys <strong>ja</strong> lämmönjohtavuus) valittiin niin,<br />

että massojen suhteeksi saatiin 10 - kuitenkin niin, että terminen diffusiviteetti<br />

pysyi vakiona. Näin kummankin tulisi<strong>ja</strong>n tiheys <strong>ja</strong> lämmönjohtavuus ovat<br />

fiktiivisiä, mutta kummankin terminen diffusiviteetti vastaa lämpöteknisesti<br />

normaalia tulisi<strong>ja</strong>n rakennetta.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 10 (37)<br />

λ<br />

a = (1)<br />

ρ<br />

c p<br />

missä a on terminen diffusiviteetti, m 2 /s<br />

λ on lämmönjohtavuus, W/(K m)<br />

c p on ominaislämpökapasiteetti, kJ/ (kg K)<br />

ρ on tiheys, kg/m 3<br />

Kuvassa 7 on esitetty laskennassa käytetyt kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteisen tulisi<strong>ja</strong>n<br />

geometriatiedot. Laskennat suoritettiin kahdella eri ulkolämpötila-arvolla (0 °C <strong>ja</strong><br />

-26 °C. Laskennassa ei otettu huomioon auringon lämpösäteilykuormaa, mutta<br />

sisäiset lämpökuormat huomioitiin huonekohtaisesti (valaistus, henkilöt, sähkölaitteet)<br />

tyypillisen käyttöprofiilin mukaisesti. Tulisi<strong>ja</strong>ssa poltettiin kerran vuorokaudessa<br />

kaksi panosta peräkkäin (3 kg puuta/panos), <strong>ja</strong> tämän vuorokaudessa<br />

poltetun puumäärän energiasisällöksi arvioitiin 26,6 kWh. Takan savupellit suljettiin<br />

laskelmissa välittömästi hiillosvaiheen jälkeen.<br />

Kuva 7. Laskennassa käytettyjen kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteisen takan geometria.<br />

<strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> hyödyntämisaste määritellään tässä analyysissä yhden vuorokauden<br />

aikana tulisi<strong>ja</strong>n käytön vaikutuksesta saatavan muun energiansäästön <strong>ja</strong> puiden<br />

mukana takkaan viedyn energian suhteena<br />

η<br />

T<br />

QIlman<br />

takkaa<br />

− Q<br />

=<br />

Q<br />

Puut<br />

Takana kanssa<br />

missä η T<br />

on takan hyödyntämisaste,<br />

Q Ilman takkaa<br />

on rakennuksen energiankulutus vuorokaudessa kun<br />

takkaa ei käytetä,<br />

Q Takan kanssa<br />

on rakennuksen energiankulutus vuorokaudessa kun<br />

takkaa käytetään.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 11 (37)<br />

Laskennat on suoritettu kahdella <strong>lämmitys</strong>muodolla: ideaalinen <strong>lämmitys</strong> <strong>ja</strong><br />

lattia-<strong>lämmitys</strong>. Ideaalinen <strong>lämmitys</strong> vastaa lähinnä ilma<strong>lämmitys</strong>tä, jossa<br />

<strong>lämmitys</strong>teho syötetään ilmasolmuun (konvektiivinen teho). Lämmitystä<br />

säädetään huonekoh-taisilla PI-säätimillä <strong>ja</strong> säätimien määrittelemä <strong>lämmitys</strong>teho<br />

syötetään huone-tiloihin viiveettömästi. Lattia<strong>lämmitys</strong> vastaa sähkölämmitteistä<br />

<strong>lämmitys</strong>muotoa, jossa lattialaattaan syötetään huonekohtaisten PI-säätimien<br />

määrittelemät lämmi-tystehot.<br />

Liitteessä 3 on esitetty laskennallisesti arvioidut kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteisen tulisi<strong>ja</strong>n<br />

hyödyntämisasteet eri ulkolämpötiloilla kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteisessa pientalossa,<br />

jossa on nopea <strong>ja</strong> ideaalinen lämmityksen säätö. Sekä tulisi<strong>ja</strong>n että<br />

rakennuksen massiivisuus parantavat hyödyntämisastetta. Kevytrakenteisessa<br />

pientalossa kevyen tulisi<strong>ja</strong>n hyödyntämisaste on 0,62 <strong>ja</strong> raskasrakenteisessa<br />

talossa 0,72. Raskasrakenteisen tulisi<strong>ja</strong>n hyödyntämisaste vaihtelee kevytrakenteisessa<br />

rakennuksessa 0,72-0,78 <strong>ja</strong> raskasrakenteisessa kohteessa 0,75-0,83<br />

ulkolämpötilasta riippuen.<br />

3.1.2 <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> hyödyntäminen yhdessä lattialämmityksen kanssa<br />

Liitteessä 4 on esitetty laskennalliset arviot kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteisen tulisi<strong>ja</strong>n<br />

hyödyntämisasteista eri ulkolämpötiloilla kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteisessa pientalossa,<br />

jossa on lattia<strong>lämmitys</strong>. Kevyen tulisi<strong>ja</strong>n hyödyntämisasteet vaihtelevat<br />

kevyessä rakennuksessa 0,62-0,64 <strong>ja</strong> raskasrakenteisessa pientalossa 0,70-0,79<br />

ulkolämpötilasta riippuen. Raskasrakenteisen tulisi<strong>ja</strong>n hyödyntämisasteet ovat<br />

kevyessä pientalossa 0,86-0,88 <strong>ja</strong> massiivisessa pientalossa 0,91.<br />

3.1.3 Lämmitys<strong>järjestelmien</strong> säätölaitteiden suoritusarvot<br />

Lämmitys<strong>järjestelmien</strong> säätölaitteiden suoritusarvo<strong>ja</strong> ei tutkimuksessa päästy<br />

tutkimaan. Jo pelkästään tulisijojen, muiden <strong>lämmitys</strong>laitteiden <strong>ja</strong> rakenteiden<br />

lämpö- <strong>ja</strong> virtaustekninen vuorovaikutus osoittautui tutkimuksen aikana<br />

huomattavasti monimutkaisemmaksi <strong>ja</strong> haasteellisemmaksi kun mitä alkuperäistä<br />

tutkimussuunnitelmaa laadittaessa osattiin arvioida. Lisäksi tutkimuksen aikana<br />

todettiin, että erilaiset säätölaitteet <strong>ja</strong> -järjestelmät poikkeavat toisistaan niin<br />

paljon että kaikkien vaihtoehtoisten ratkaisujen riittävän perusteellinen tarkastelu<br />

olisi tullut ylivoimaisen suureksi osatehtäväksi.<br />

Säätölaitteiden toimintaan liittyen voidaan kuitenkin tutkimuksessa<br />

yhteiskäytöstä tehtyjen teoreettisten tarkastelujen perusteella todeta, että<br />

<strong>yhteiskäyttö</strong> asettaa aivan erityisiä vaatimuksia säätölaitteille <strong>ja</strong> -järjestelmille.<br />

Nämä erityis-vaatimukset aiheutuvat perimmältään siitä, että yhteiskäytössä on<br />

säädettävä rinnakkain varsin nopeita <strong>ja</strong> hitaita prosesse<strong>ja</strong>. Nopeissa prosesseissa<br />

(esim. ilma- <strong>ja</strong> nestevirtaukset) tarvitaan nopeasti reagoivaa säätöä sekunti- <strong>ja</strong><br />

minuuttitasolla. Hitaimmat lämmön varastoitumisilmiöit tapahtuvat kymmenien<br />

tai jopa satojen tuntien aikavakioilla, joten niiden huomioimisessa tarvitaan<br />

tulevaisuudessa todennäköisesti ennakoivia <strong>ja</strong> oppivia järjestelmiä<br />

energiatehokkuuden varmista-miseksi. Tulevaisuudessa rakennusten<br />

säätö<strong>järjestelmien</strong> suunnitteluun <strong>ja</strong> huolel-liseen toteutukseen on siis syytä<br />

kiinnittää yhteiskäytön onnistumisen varmistamiseksi erityistä huomiota.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 12 (37)<br />

3.1.4 Ilmanvaihto<strong>järjestelmien</strong> yhteensovittaminen lämmityksen kanssa<br />

Ilmanvaihtojärjestelmällä on keskeinen vaikutus <strong>sekä</strong> rakennuksen energiankulutukseen<br />

että painetasojen hallintaan. Energiatehokkuuden varmistamiseksi <strong>ilmanvaihto</strong>määrän<br />

on kaikissa olosuhteissa oltava mahdollisimman hyvin hallittu <strong>ja</strong><br />

poistoilmasta tulee ottaa lämpö talteen aina kun se on tarkoituksenmukaista.<br />

Suositeltavin vaihtoehto yhteiskäytön näkökulmasta onkin koneellinen tulo- <strong>ja</strong><br />

poisto<strong>ilmanvaihto</strong>järjestelmä. Näin menetellen ilmanvaihdon tehontarpeet<br />

pysyvät kohtuullisina, mikä omalta osaltaan edistää vaihtoehtoisten (esimerkiksi<br />

uusiutuvien) energialähteiden käyttöä <strong>sekä</strong> parantaa rakennuksen energiataloutta.<br />

Yksi erityisnäkökohta ilmanvaihdon suunnittelussa tulisijojen näkökulmasta on<br />

tarvittavan palamisilman hallittu tuonti paloprosessiin. Perinteisesti palamisilma<br />

on otettu suoraan huoneilmasta. Jatkossa tilanne saattaa kuitenkin muuttua<br />

yksittäisten maiden lainsäädännöllisistä syistä <strong>ja</strong> ainakin keskusteltavana olevan<br />

EU direktiivin takia, joska tulevaisuudessa saatetaan edellyttää täysin erillistä<br />

palamisilman kanavointia tulipesään niin etteivät tulisi<strong>ja</strong> <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong>järjestelmä<br />

vaikuta toisiinsa. Hyvin toteutettuna tämä vaihtoehto olisi teknisesti perusteltu<br />

ratkaisu, mutta se edellyttäisi muutoksia nykyisin markkinoilla oleviin tulisijoihin.<br />

Lisäksi Suomen rakentamismääräyskokoelman osa D2 Rakennusten<br />

sisäilmasto <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong> on uusittu (astumassa voimaan 1.10.2003), jossa annetaan<br />

ohjeita <strong>ja</strong> määräyksiä jotka koskevat myös ilmanvaihdon toimintaa.<br />

3.2 Tulisi<strong>ja</strong>t<br />

3.2.1 <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> lämmönluovutuksen tehokäyrä<br />

Tutkimushankkeessa on mitattu merkittävimpien kotimaisten tulisi<strong>ja</strong>valmistajien<br />

eri kokoisten <strong>ja</strong> tyyppisten <strong>sekä</strong> eri materiaaleista valmistettujen varaavien<br />

tulisijojen <strong>lämmitys</strong>tehot laboratorio-olosuhteissa. Tulisi<strong>ja</strong>mittauksista voidaan<br />

yhteenvetona todeta, että mitatut tulisi<strong>ja</strong>t käyttäytyvät lämpöteknisesti tarkasteltuna<br />

hyvinkin paljon toisistaan poikkeavalla tavalla (kuva 8). Esimerkiksi kevyt<br />

tulisi<strong>ja</strong> luovuttaa siinä poltetun puupanoksen sisältämän energian varsin nopeasti<br />

suurella hetkellisellä teholla. Käytettäessä tulisijo<strong>ja</strong> polttokokeissa valmista<strong>ja</strong>n<br />

antamien ohjeiden mukaan tehohuiput vaihtelivat välillä 1...4 kW.<br />

Kuvan 8 tulosten vertailua vaikeuttaa se, että eri polttokokeissa poltettiin erilaisia<br />

puumääriä. (Polttopanoksesta tilaan siirtynyt nettoenergiamäärä on tehokäyrän<br />

alapuolelle jäävän alueen pinta-ala.) Tulisijojen <strong>lämmitys</strong>tehojen vertailun helpottamiseksi<br />

alkuperäiset mitatut tulokset on skaalattu kuvaan 9. Näistä tuloksista<br />

ilmenee selkeästi tulisi<strong>ja</strong>n massiivisuuden vaikutus lämmönluovutukseen: mitä<br />

enemmän tulisi<strong>ja</strong>ssa on termistä massaa sitä tasaisempi <strong>lämmitys</strong>tehokäyrä.<br />

Massiivinen tulisi<strong>ja</strong> siis luovuttaa lämmitettävään tilaan kevyttä tulisi<strong>ja</strong>a hitaammin<br />

polttopanoksen energiasisällön, <strong>ja</strong> samalla <strong>lämmitys</strong>aika yhdellä panoksella<br />

pitenee.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 13 (37)<br />

Lämmitysteho [kW]<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

Keskiraskas varaava tulisi<strong>ja</strong><br />

Kevyt varaava tulisi<strong>ja</strong><br />

Raskas varaava tulisi<strong>ja</strong><br />

Kevyt mökkitakka<br />

Massiivinen varaava tulisi<strong>ja</strong><br />

0<br />

0 4 8 12 16 20 24<br />

Aika polttokokeen alusta [h]<br />

Kuva 8. Eri kokoisten <strong>ja</strong> eri materiaaleista valmistettujen tulisijojen <strong>lämmitys</strong>tehokäyrät<br />

käytettäessä tulisijo<strong>ja</strong> lämpötekniikan mittauslaboratorion mittatilassa<br />

laitevalmistajien ohjeiden mukaisesti.<br />

3<br />

Kevyt varaava tulisi<strong>ja</strong><br />

Kevyt mökkitakka<br />

Raskas varaava tulisi<strong>ja</strong><br />

Keskiraskas varaava<br />

Massiivinen varaava tulisi<strong>ja</strong><br />

Lämmitysteho [kW]<br />

2<br />

1<br />

0<br />

0 5 10 15 20<br />

Aika [h]<br />

Kuva 9. Eri kokoisten <strong>ja</strong> eri materiaaleista valmistettujen tulisijojen skaalattu<strong>ja</strong><br />

<strong>lämmitys</strong>tehokäyriä (kaikista vapautuu energiamäärä joka vastaa 5 kg polttopuuta)<br />

jolloin tehokäyrät ovat keskenään verrannollisia.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 14 (37)<br />

Käyttäjä voi vaikuttaa tulisi<strong>ja</strong>n lämmönluovutukseen poltettavan puun määrän <strong>ja</strong><br />

polttorytmin valinnalla. Esimerkiksi kevytrakenteisesta tulisi<strong>ja</strong>sta saadaan<br />

massiivisen tulisi<strong>ja</strong>n <strong>lämmitys</strong>tehokäyrää muistuttava tehokäyrä polttamalla siinä<br />

puuta pienissä erissä halutulla polton rytmityksellä. Tämä kuitenkin edellyttää<br />

käyttäjältä <strong>ja</strong>tkuvaa aktiivisuutta <strong>sekä</strong> hyvää käytettävän tulisi<strong>ja</strong>n lämpöteknisen<br />

käyttäytymisen kokemusperäistä tuntemusta.<br />

<strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> valinnassa tulee huomioida sopivuus suunniteltuun käyttötarpeeseen.<br />

Taulukossa 1 on annattu ohjelta tulisi<strong>ja</strong>n valinnalle käyttökohteen mukaan. Perusohjeena<br />

kevyet tulisi<strong>ja</strong>t sopivat erityisesti sellaisiin käyttökohteisiin, joissa<br />

tarvitaan nopeasti <strong>lämmitys</strong>tehoa (esimerkiksi <strong>ja</strong>ksottain käytettävissä vapaa-a<strong>ja</strong>n<br />

rakennuksissa), <strong>ja</strong> massiiviset tulisi<strong>ja</strong>t sellaisiin matalaenergiarakennuksiin joiden<br />

<strong>lämmitys</strong>tehotasot ovat kohtuullisen alhaiset. Luonnollisesti valintaan vaikuttavat<br />

myös käyttäjien mahdolliset aikaisemmat omat tottumukset <strong>sekä</strong> aivan erityisesti<br />

käyttäjän oma aktiivisuus polttoprosessin säätämisessä.<br />

Taulukko 1. Eri tyyppisten tulisijojen sopivuus erilaisiin rakennuksiin tulisi<strong>ja</strong>n<br />

massiivisuuden perusteella.<br />

Kevyt<br />

tulisi<strong>ja</strong><br />

Keskiraskas<br />

tulisi<strong>ja</strong><br />

Raskas<br />

tulisi<strong>ja</strong><br />

Massiivinen<br />

tulisi<strong>ja</strong><br />

Vapaa-a<strong>ja</strong>n <br />

rakennuksennus<br />

Tyypillinen <br />

omakotitalo<br />

Matalaenergiarakennus<br />

<br />

Tulisi<strong>ja</strong> sopii rakennukseen huonosti ; kohtalaisesti;<br />

erittäin hyvin <br />

3.2.2 <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> lämmönluovutukseen vaikuttavat tekijät<br />

<strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> sisäinen <strong>sekä</strong> tulisi<strong>ja</strong>n <strong>ja</strong> sen ympäristön välinen lämmönsiirto tapahtuu<br />

kolmella eri mekanismilla:<br />

* konvektiona pinnan <strong>ja</strong> ilman välillä,<br />

* johtumalla rakenteiden läpi <strong>sekä</strong><br />

* säteilynä tilan pintojen välillä.<br />

Lämpö siirtyy johtumalla rakenteiden sisällä. A<strong>ja</strong>vana voimana on lämpötilaero<br />

rakenteen yli, <strong>ja</strong> lämpövuo riippuu materiaalin lämmönjohtavuudesta <strong>sekä</strong><br />

materiaalipaksuudesta. Konvektiivinen lämmönsiirto tapahtuu pinnan <strong>ja</strong> tätä<br />

ympäröivän ilman välillä. A<strong>ja</strong>vana voimana on lämpötilaero pinnan <strong>ja</strong> ympäristön<br />

välillä, <strong>ja</strong> lämpövuo riippuu lämmönsiirtokertoimesta. Lämmönsiirtokertoimeen<br />

puolestaan vaikuttaa ensisi<strong>ja</strong>isesti virtausolosuhteet. Jos ympäröivä ilma liikkuu<br />

ainoastaan lämpötilaerojen aiheuttamien nostevoimien a<strong>ja</strong>mina, puhutaan<br />

luonnollisesta tai vapaasta konvektiosta. Tällöin lämmönsiirtokerroin on<br />

suuruusluokaltaan tyypillisesti 1...5 W m -2 K -1 . Mikäli ympäröivä ilma liikkuu<br />

ulkopuolisen voiman a<strong>ja</strong>mana (esimerkiksi tuloilmaventtiilistä tulisi<strong>ja</strong>an), puhutaan<br />

pakotetusta konvektiosta. Tällöin lämmönsiirtokerroin riippuu väliaineen<br />

virtausnopeudesta, <strong>ja</strong> se kasvaa tyypillisesti arvoihin 5...15 W m -2 K -1 . Kolmas<br />

lämmönsiirtomekanismi on säteilylämmönsiirto eri pintojen välillä. Koska<br />

jokainen kappale säteilee ympäristöönsä lämpöä verrannollisena pintalämpötilan<br />

neljänteen potensiin, joudutaan yksittäisen pinnan nettosäteily arvioimaan tarka-


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 15 (37)<br />

steltavan pinnan ympäristöönsä säteilemän tehon <strong>ja</strong> muista pinnoista tähän<br />

pintaan tulevien säteilytehojen välisenä erotuksena.<br />

Esimerkiksi tulisi<strong>ja</strong>n sisällä panospoltosta vapautuva lämpövirta siirtyy konvektiona<br />

savukaasuihin <strong>sekä</strong> säteilynä suuluukun kautta tulipesän sisäpintoihin <strong>ja</strong><br />

lämmitettävän tilan pintoihin (lattia, katto <strong>ja</strong> seinät). Savukaasuista lämpö siirtyy<br />

tulisi<strong>ja</strong>n sisärakenteisiin, <strong>ja</strong> sisärakenteista tulisi<strong>ja</strong>n pintaan. <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> pinnasta<br />

lämpö siirtyy konvektiona lämmitettävän tilan ilmaan <strong>ja</strong> säteilynä tilan rakenteisiin.<br />

Kiihkeimmän palovaiheen aikana tulipesässä vapautuva lämpöteho on<br />

suurimmillaan 20...50 kW palamisolosuhteista riippuen, <strong>ja</strong> tulisi<strong>ja</strong>n ympäristöönsä<br />

luovuttama <strong>lämmitys</strong>teho on tyypillisesti 0,5 ... 3,0 kW. <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> rakenteilla<br />

<strong>ja</strong> aivan erityisesti massiivisuudella on siis erittäin suuri vaikutus lämmönsiirtoon.<br />

3.2.3 <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> tarvitsema palamisilma<br />

Teoreettisesti puun poltossa tarvitaan palamisilmaa 3,7 m 3 ilmaa yhtä puukiloa<br />

kohti. Käytännössä puuta poltetaan tulisijoissa ilmakertoimella 2,0-2,5 joten<br />

palamisilmaa käytetään tyypillisesti noin 8 m 3 /puu-kg. Panoskoko luonnollisesti<br />

vaihtelee tulisi<strong>ja</strong>n tyypistä <strong>ja</strong> tulipesän muodosta riippuen, mutta tyypillisisesti<br />

tulisijoissa poltetaan nykyisin noin 5 kg panoksia. Tällaisen puumäärän paloaika<br />

on polttotavasta riippuen noin 30...45 min. Mikäli tyypillinen 5 kg puupanos<br />

poltetaan 45 minuutissa, on keskimääräinen palamisilman tarve noin 15 dm 3 s -1 .<br />

<strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> tarvitsema palamisilma on perinteisesti otettu tuhka- <strong>ja</strong>/tai suuluukun<br />

rakojen kautta suoraan huoneilmasta. Jos tämä palamisilma joudutaan ensin lämmittämään<br />

esimerkiksi <strong>lämmitys</strong>huipun aikana -30 °C ulkolämpötilasta huonelämpötilaan,<br />

tarvitaan tähän <strong>lämmitys</strong>energiaa 0,134 kWh/puu-kg (lämpötilaero<br />

50 K, palamisilmaa 8 m 3 /puu-kg). Puun energiasisältö 75 % hyötysuhteella<br />

poltet-tuna on tyypillisesti 3,2 kWh/kg. Esitetyillä oletuksilla arvioituna<br />

palamisilman lämmittämiseen kuluva osuus puun energiasisällöstä on<br />

keskimäärin noin 5 %. Palamisilma joudutaan kuitenkin lämmittämään<br />

kokonaisuudessaa palovaiheen aikana (30...45 min), kun taas tulisi<strong>ja</strong> luovuttaa<br />

lämpöä huomattavasti tätä pidemmän a<strong>ja</strong>n kuluessa. Jos arvioidaan että palovaihe<br />

kestää 45 min, tarvitaan tänä aikana palamisilman lämmittämiseen keskimäärin<br />

0,89 kW teho. Jos palamisilma otetaan tällaisissa olosuhteissa rakennukseen<br />

hallitsemattomasti esimerkiksi yksittäisten raitisilmaventtiilin kautta, on olemassa<br />

suuri vaara että tästä aiheutuu paikallisia veto-ongelmia <strong>sekä</strong> sisäilmassa olevan<br />

kosteuden kondensoitumista rakenteisiin.<br />

Vaihtoehtoinen tapa tulisi<strong>ja</strong>n tarvitseman palamisilman tuomiselle on erillinen<br />

palamisilmahormi suoraan tulisi<strong>ja</strong>an. Tukimushankkeessa testattiin erikseen tätä<br />

tarkoitusta varten tehty lämmöntalteenottohormin prototyyppi. LTO-hormissa<br />

savukaasujen sisältämää lämpöä siirrettiin koaksiaalisiirtimen avulla esilämmitettävään<br />

palamisilmaan (savukaasut sisäputkessa ulos <strong>ja</strong> esilämmitettävä palamisilma<br />

vastavirtaperiaatteella ulkovaipassa tulisi<strong>ja</strong>an). Mittauksissa LTO-hormin<br />

lämpötilahyötysuhde oli keskimäärin 42 %, <strong>ja</strong> tulisi<strong>ja</strong>n tarvitsema palamisilma<br />

tuotiin onnistuneesti suoraan tulisi<strong>ja</strong>n tuhkaluukkuun. Täysin hermeettisen<br />

(muusta ilmanvaihdosta erotettu palamisilman syöttö <strong>ja</strong> erillinen savukaasujen<br />

poisto) tulisi<strong>ja</strong>ratkaisun markkinoille saamiseksi tarvitaan kuitenkin vielä lisää<br />

tuotekehitystyötä.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 16 (37)<br />

3.2.4 <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> käyttö <strong>ja</strong> huolto<br />

Polttopuut voidaan periaatteessa asettaa tulipesään joko pystyyn tai vaakasuoraan.<br />

Polttokokeissa ei ole havaittu pelkästään puiden asennolla olevan mainittavaa<br />

vaikutusta palamisen puhtauteen. Vaakasuora puiden sijoiutus johtaa hieman<br />

hitaampaan syttymiseen <strong>ja</strong> puiden kaasuuntumiseen, <strong>ja</strong> siten myös päästöt ovat<br />

paremmin hallittavissa. Puita ei kuitenkaan tule asettaa ensimmäiseen pesälliseen<br />

liian tiiviisti, vaan niiden välissä on oltava selvät raot.<br />

Selvästi parhaaksi puupanoksen sytyttämistavaksi on polttokokeissa osoittautunut<br />

sytyttäminen panoksen päältä laittamalla puiden päälle pieni määrä puutikku<strong>ja</strong> <strong>ja</strong><br />

sanomalehtipaperia. Silloin sytykkeiden lämmöstä kaasuuntuvat puun aineosat<br />

leimahtavat, <strong>ja</strong> kaikki mikä kaasuuntuu myös palaa. Jos kylmää panosta kuumennetaan<br />

sytykkeillä altapäin niin panos kyllä kaasuuntuu, mutta kaasut eivät pala<br />

kokonaan näissä lämpötilaolosuhteissa.<br />

Syttymisvaiheessa voidaan ilma-aukot pitää täysin auki, sillä veto savupiipussa on<br />

tässä vaiheessa vielä yleensä pieni. Palovaiheessa on varsinkin toisioilman johtaminen<br />

palamiseen tärkeää. Ilmaa annetaan niin paljon, että tuli kohisee lievästi.<br />

Jos palamisen ääni on voimakas, saa puupanos liikaa ilmaa <strong>ja</strong> liekin lämpötila<br />

laskee. Liekkien väri kertoo paljon lämpötilasta. Liekit säädetään kirkkaiksi, eikä<br />

tulipesä saa olla pimeä tai tumma. Hiipumisvaiheessa vähennetään toisioilmaa<br />

reilusti tai suljetaan sen tulo kokonaan. Hiilipaloon johdetaan palamisilmaa vain<br />

arinan kautta mikäli mahdollista. Loppuvaiheessa vähennetään myös arinan<br />

kautta johdettua ensiöilmaa. Tehdasvalmisteisen tulisi<strong>ja</strong>n valmista<strong>ja</strong>lla on yleensä<br />

ohjeet tulisi<strong>ja</strong>n ilman säädöstä eri käyttöolosuhteissa.<br />

Tulisi<strong>ja</strong>t eivät yleensä tarvitse suuria hoitotoimia. Pääasialliset toimet ovat tuhkan<br />

poisto <strong>ja</strong> savukanavien nuohous. Tuhkan poisto on erityisen tärkeää silloin, kun<br />

tulisi<strong>ja</strong>ssa on rakoarina. Valurautaisen arinan kestävyys perustuu alakautta johdetun<br />

ensiöilman jäähdytykseen. Jos tuhkakerroksen yläpinta ulottuu arinaan asti,<br />

muuttu palotapahtuman ilmansaanti <strong>ja</strong> toisaalta arina kuumenee. Silloin sen käyttöikä<br />

lyhenee ratkaisevasti. <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> ulkopintaa on myös syytä tarkkailla, etteivät<br />

mahdolliset halkeamat <strong>ja</strong> vuotokohdat aiheuta palovaaraa.<br />

<strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> lisäksi myös savupiippu on huollettava säännöllisesti nuohoamalla. Siitä<br />

huolehtivat lakisääteiset nuohoa<strong>ja</strong>t. Nuohousta varten tulee savupiippuun sijoittaa<br />

riittävästi nuohousluukku<strong>ja</strong>. Useimmiten riittää alapäässä oleva luukku, jonka<br />

edessä on riittävästi tilaa työskennellä.<br />

3.2.5 Poltettavan puun laatu <strong>ja</strong> määrä<br />

Poltettavan puun laatuun vaikuttaa ratkaisevasti puun kosteus. Kaadetun tuoreen<br />

puun kosteusprosentti on noin 50 %. Pienittyjä polttopuita voidaan kuivattaa<br />

erilaisissa olosuhteissa. Kattamattoman pilkekasan puiden loppukosteus vuoden<br />

varastoinnin jälkeen on vielä yli 40 %. Katetun pilkekasan vastaava loppukosteus<br />

on 30 %. Katetussa polttopuuvarastossa loppukosteus vuoden varastointi<strong>ja</strong>kson<br />

jälkeen on 20...25 %, <strong>ja</strong> sisätiloissa kuivassa <strong>ja</strong> lämpimässä puun loppukosteus on<br />

noin 15 %.<br />

Eri puulajien lämpöarvot poikkeavat toisistaan vain vähän. Puun kuiva-aineen<br />

tehollinen lämpöarvo on yleensä 18,0…19,5 MJ/kg (5,0…5,4 kWh/kg). Sen


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 17 (37)<br />

si<strong>ja</strong>an puun tehollinen lämpöarvo riippuu puun kosteudesta. Esimerkiksi<br />

polttopuun lämpöarvo on 4,3 kWh/kg, kun puun kosteus on 15 %. Jos saman<br />

puun kosteus on 25 %, on lämpöarvo 3,7 kWh.<br />

Hyvälaatuisen kuivan polttopuun energiasisältö on siis noin 4,3 kWh/kg, kun<br />

puun kosteus on 15 %. Kun tällaista puuta poltetaan 75 % polttohyötysuhteella,<br />

saadaan puusta hyödyksi 3,2 kWh/kg. Jos esimerkiksi rakennuksen poh<strong>ja</strong> on<br />

10 m x 10 m, laskennallinen huonekorkeus on 2,5 m <strong>ja</strong> nimellis<strong>ilmanvaihto</strong>kerroin<br />

0,5 h -1 , saadaan RakMK C3:n mukaisilla rakenteiden lämmöneristysarvoilla<br />

<strong>lämmitys</strong>tehon tarpeeksi 2,0 kW, kun sisä- <strong>ja</strong> ulkoilman<br />

lämpötilaero on 20 K. Vuorokauden aikana tarvitaan siis näissä olosuhteissa noin<br />

48 kWh energiamäärä. Jos tämä tuotetaan pelkästään puunpoltolla, tarvitaan<br />

puuta 15 kg. Jos ulkolämpötila olisi –20 °C, olisi tehon- <strong>ja</strong> energiatarpeet<br />

vastaavasti kaksinkertaiset. Taulukossa 2 on esitetty tarvittava polttopuun määrä<br />

erilaisilla rakennuksen <strong>lämmitys</strong>energian tarpeilla <strong>ja</strong> polttopuulla tuotetun<br />

<strong>lämmitys</strong>energian osuuksilla. Jos esimerkiksi vuositasolla puun poltolla halutaan<br />

tuottaa 25 % rakennuksen 20 000 kWh <strong>lämmitys</strong>energiantarpeesta, tarvitaan<br />

puuta noin 1 500 kg (n. 5 m 3 ).<br />

Taulukko 2. Tarvittava polttopuun määrä erilaisilla rakennuksen <strong>lämmitys</strong>energian<br />

tarpeilla <strong>ja</strong> polttopuulla tuotetun <strong>lämmitys</strong>energian osuuksilla.<br />

Puupolton<br />

osuus<br />

Tarvittava polttopuun määrä [kg]<br />

Lämmitysenergian tarve<br />

50 kWh 100 kWh 1 000 kWh 5 000 kWh 10 000 kWh 20 000 kWh<br />

100 % 16 31 310 1 600 3 100 6 300<br />

75 % 12 23 230 1 200 2 300 4 700<br />

50 % 7,8 16 160 780 1 600 3 100<br />

25 % 3,9 7,8 78 390 780 1 600<br />

3.3 Ilmanvaihtoratkaisut<br />

3.3.1 Siirtoilman lämmönsiirtokapasiteetti<br />

Siirtoilman avulla voidaan siirtää paikallisista lämmönlähteistä lämpöä eri<br />

puolille rakennusta. Siirtoteho riippuu siirtoilmavirrasta <strong>sekä</strong> lähtevän siirtoilman<br />

<strong>ja</strong> korvausilman välisestä lämpötilaerosta. Taulukossa 3 on esitetty siirtoilman<br />

lämmönsiirtoteho<strong>ja</strong> erilaisilla parametriyhdistelmillä.<br />

Taulukko 3. Siirtoilman lämmönsiirtoteho<strong>ja</strong> [W] erilaisilla ilmavirroilla <strong>sekä</strong><br />

siirto- <strong>ja</strong> korvausilman lämpötilaeroilla (laskelmissa ilman tiheys 1,2 kg m -3 , <strong>ja</strong><br />

ominaislämpökapasiteetti 1006 J kg -1 K -1 ).<br />

Siirtoilmavirta Lämpötilaero [K]<br />

[dm 3 s -1 ] 5 10 20 50<br />

5 30 60 121 302<br />

10 60 121 241 604<br />

20 121 241 483 1207<br />

50 302 604 1207 3018<br />

100 604 1207 2414 6036<br />

Siirtoilman avulla voidaan <strong>ja</strong>kaa lämpöä eri puolille rakennusta, mutta merkittävän<br />

siirtotehon saavuttamiseksi <strong>sekä</strong> ilmavirtojen että siirto- <strong>ja</strong> korvausilman


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 18 (37)<br />

lämpötilaerojen on oltava melko suuria. Jos esimerkiksi tulisi<strong>ja</strong>n yläpuolelta<br />

imetään 20 dm 3 s -1 ilmaa jonka lämpötila on 30 °C (<strong>ja</strong> korvausilman lämpötila on<br />

20 °C), niin siirtoilmalla siirretään 240 W lämpöteho.<br />

Paikallisten lämmönlähteiden tuottaman lämmön <strong>ja</strong>kamista rakennuksen eri osiin<br />

voidaan helpottaa huolellisella suunnittelulla. Sijoittamalla esimerkiksi tulisi<strong>ja</strong>t<br />

joko suoraan isoihin tiloihin tai isojen oviaukkojen läheisyyteen voidaan<br />

siirtoilmavirto<strong>ja</strong> kasvattaa <strong>ja</strong> näin tehostaa lämmön painovoimaistakin siirtymistä<br />

eri puolille rakennusta.<br />

3.3.2 <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> tiiveysmittaukset<br />

Ilmanvaihdon <strong>ja</strong> tulisi<strong>ja</strong>n yhteiskäytön suunnittelun <strong>ja</strong> tuotekehitysperusteiden<br />

perustaksi tutkimuksessa mitattiin myös tyypillisen markkinoilla olevan tulisi<strong>ja</strong>n<br />

tiiveys laboratorio-olosuhteissa. kuvissa 10 ... 13 on esitetty tiiveyskokeissa<br />

tulisi<strong>ja</strong>n tuloilma-aukosta <strong>sekä</strong> savuhormista mitatut ilmavirrat, kun lasisen<br />

suuluukun palamisilma-aukot olivat eri asennoissa (kiinni, auki <strong>ja</strong> koko<br />

suuluukku suljettu ilmanpitävällä muovilla).<br />

Kuvassa 10 esitetyt ilmavirrat osoittavat selvästi, että tuloilma-aukosta tulisi<strong>ja</strong>an<br />

menevä ilmavirta on vain noin puolet hormista mitatusta ilmavirrasta (eikä kiertopellin<br />

asennolla ole mainittavaa vaikutusta ilmavirtasuhteeseen). Kuvassa 11 on<br />

esitetty mitatut ilmavirrat kun lasisen suuluukun karmeissa olevat sekundääriilma-aukot<br />

on avattu. Tuloksista voidaan todeta, että myöskään tällä ei ole<br />

merkittävää vaikutusta ilmavirtasuhteeseen.<br />

<strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> tiiveyskoe ilmalla 14.5.2002<br />

Savun kiertopelti auki klo 15:15 asti, sitten kiinni<br />

30<br />

25<br />

Tuloilma-aukossa mitattuna anemometrilla<br />

Savupiipussa mitattuna laipalla (rho=1.2)<br />

Tilavuusvirta, (L/s)<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Kiertopelti<br />

KIINNI<br />

13:55 14:09 14:24 14:38 14:52 15:07 15:21 15:36 15:50 16:04 16:19<br />

Kuva 10. Tiiveyskokeessa tulisi<strong>ja</strong>n tuloilma-aukosta <strong>sekä</strong> savuhormista mitatut<br />

ilmavirrat - lasiluukun sekundääri-ilma-aukot KIINNI.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 19 (37)<br />

30<br />

<strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> tiiveyskoe ilmalla 15.5.2002<br />

Sekundaari-ilman aukot auki<br />

Tuloilma-aukossa mitattuna anemometrilla<br />

25<br />

Savupiipussa mitattuna laipalla (rho=1.2)<br />

Tilavuusvirta, (L/s)<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

14:24 14:38 14:52 15:07 15:21 15:36 15:50<br />

Kuva 11. Tiiveyskokeessa tulisi<strong>ja</strong>n tuloilma-aukosta <strong>sekä</strong> savuhormista mitatut<br />

ilmavirrat - lasiluukun sekundääri-ilma-aukot AUKI.<br />

30<br />

<strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> tiiveyskoe ilmalla 16.5.2002<br />

Lasiluukku peitetty muovilla <strong>ja</strong> tiivistetty<br />

Tuloilma-aukossa mitattuna anemometrilla<br />

25<br />

Savupiipussa mitattuna laipalla (rho=1.2)<br />

Tilavuusvirta, (L/s)<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

11:52 12:00 12:07 12:14 12:21 12:28 12:36 12:43 12:50 12:57<br />

Kuva 12. Tiiveyskokeessa tulisi<strong>ja</strong>n tuloilma-aukosta <strong>sekä</strong> savuhormista mitatut<br />

ilmavirrat - lasiluukku suljettu ilmanpitävällä muovilla.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 20 (37)<br />

<strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> tiiveyskoe ilmalla 16.5.2002<br />

Primääri-ilman aukot KIINNI. Lasiluukku tiivistetty klo 15:06 asti<br />

30<br />

25<br />

Tuloilma-aukossa mitattuna anemometrilla<br />

Savupiipussa mitattuna laipalla (rho=1.2)<br />

Tilavuusvirta, (L/s)<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Lasiluukun<br />

muovitiiviste<br />

otettu POIS<br />

14:09 14:24 14:38 14:52 15:07 15:21 15:36 15:50 16:04 16:19<br />

Kuva 13. Tiiveyskokeessa tulisi<strong>ja</strong>n tuloilma-aukosta <strong>sekä</strong> savuhormista mitatut<br />

ilmavirrat - lasiluukku suljettu kokeen alussa ilmanpitävällä muovilla, joka<br />

poistettiin kokeen aikana.<br />

Kuvissa 12 <strong>ja</strong> 13 on esitetty mitatut ilmavirrat, kun suuluukku on suljettu<br />

kokonaan ilmanpitävällä muovilla (kuva 12) <strong>ja</strong> kun tiivis muovi poistettiin<br />

kokeen aikana (kuva 13). Mittaustulosten perusteella voidaan todeta, että erilaiset<br />

läpiviennit (nuohousluukut, peltien vivut, yms.) - <strong>ja</strong> aivan erityisesti suuluukun<br />

raot - vuotavat tyypillisillä painetasoilla varsin paljon. <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> läpivientien epätiiveydet<br />

voidaan hallita käytännössä parhaiten silloin, kun rakennuksessa on<br />

koneellinen <strong>ilmanvaihto</strong> (koneellinen tulo <strong>ja</strong> poisto).<br />

3.4 Erityiskysymyksiä<br />

3.4.1 Massiivisuuden vaikutus rakennuksen energiantarpeeseen<br />

Rakenteiden massiivisuuden vaikutusta rakennuksen energiantarpeeseen on<br />

arvioitu laskennallisilla menetelmillä. LVIS2000 -testirakennukseen valittiin<br />

kevytrakenteinen <strong>sekä</strong> massiivinen ulkovaipparakenne. Molemmissa tapauksissa<br />

vaipan U -arvo oli sama, <strong>ja</strong> vuotuinen <strong>lämmitys</strong>energian tarve arvioitiin Helsingin<br />

säätiedoilla. Kuvassa 14 on esitetty vuotuinen kumulatiivinen <strong>lämmitys</strong>energian<br />

tarve näillä kahdella vaihtoehtoisella ulkovaipparakenteella. Kevyen rakenteen<br />

tapauksessa vuotuinen <strong>lämmitys</strong>energiantarve oli 13 079 kWh <strong>ja</strong> raskaan<br />

rakenteen tapauksessa 12 625 kWh. Erotus oli siis 453 kWh (3,5 % kevyen<br />

rakenteen kulutuksesta).<br />

Rakenteiden massiivisuus ei siis vaikuta tarkastellussa tapauksessa merkittävästi<br />

rakennuksen vuotuiseen energiankulutukseen. Sen si<strong>ja</strong>an massiivisuus on<br />

keskeinen tekijä tarkasteltaessa huoneiden <strong>ja</strong> rakenteiden lämpötilojen pysyvyyttä<br />

<strong>sekä</strong> yksittäisten laitteiden tehomitoitusta.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 21 (37)<br />

3.4.1 Massiivisuuden vaikutus sisälämpötiloihin sähkökatkoksen aikana<br />

Rakenteiden massiivisuuden vaikutusta sisälämpötilan laskunopeuteen sähkökatkon<br />

aikana on arvioitu laskennallisilla menetelmillä. LVIS2000 -testirakennukseen<br />

valittiin kevytrakenteinen <strong>sekä</strong> massiivinen ulkovaipparakenne. Ulkolämpötila<br />

on molemmissa tapauksissa oletettu pysyvän vakiona -26 ºC. Näillä<br />

valituilla reunaehdoilla olohuoneen lämpötila laskee nollaan kevytrakenteisilla<br />

ulkovaipparakenteilla noin kahdessa vuorokaudessa <strong>ja</strong> massiivisilla ulkovaipparakenteilla<br />

noin viikossa. Tulosten käytännön merkitystä arvioitaessa on huomioitava,<br />

että molemmissa tapauksissa lattiarakenteet olivat massiiviset.<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

5<br />

0<br />

-5<br />

-10<br />

-15<br />

-20<br />

Raskas talo<br />

Kevyt talo<br />

-25<br />

0 50 100 150 200 250 300<br />

AIKA, h<br />

Kuva 14. Laskennassa käytettyjen kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteisen talon olohuoneenlämpötilojen<br />

käyttäytyminen sähkökatkoksen aikana. Ulkolämpötila<br />

laskenta<strong>ja</strong>ksolla on vakio -26 ºC.<br />

3.4.2 Käytännön ongelmia <strong>lämmitys</strong><strong>järjestelmien</strong> yhteiskäytössä<br />

Ennen tulisi<strong>ja</strong>n sytyttämistä on syytä varmistua, että savupiippu vetää. Veto<br />

voidaan todeta esimerkiksi polttamalla tulitikkua suuluukun aukossa. Jos liekki ei<br />

taivu tulipesään päin, asunnossa vallitsee jostakin syystä alipaine eikä<br />

savupiippuun synny vetoa. Alipaineen voi aiheuttaa ilmanvaihdon poistopuhallin,<br />

liesituuletin tai joissakin tapauksissa myös keskuspölynimuri. Tällaisissa<br />

tapauksissa voidaan joko kytkeä laitteet pois päältä tai avata mahdollisuuksien<br />

mukaan tulisi<strong>ja</strong>n läheisyydestä ovi tai ikkuna.<br />

Jos tulisi<strong>ja</strong>n suuluukun aukossa poltetun tulitikun liekki ei edellä esitettyjen<br />

toimenpiteiden jälkeenkään taivu tulipesään päin, on hyvä polttaa pieni määrä<br />

paperia nuohousluukussa että nähdään poistuuko savu piipun kautta. Jos vetoa ei<br />

heti synny, voidaan savupiipun nuohousluukussa polttaa lisää paperia <strong>ja</strong><br />

tarvittaessa myös hyvin palavia puutikku<strong>ja</strong>.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 22 (37)<br />

Joskus piipun sisäpinnan kosteus saattaa aiheuttaa ns. höyrylukon, <strong>ja</strong> vetoa on<br />

vaikea saada aikaan. (Höyrylukko aiheutuu siitä, että hormissa oleva kosteus<br />

laajenee huomattavasti höyrystyessään nestemäisestä kaasumaiseen olomuotoon.)<br />

Tällöin on parasta polttaa puutikku<strong>ja</strong> hormin nuohousluukussa niin kauan että<br />

veto on syntynyt. Jos savupiipussa ei ole nuohousluukkua, alkutulta poltetaan<br />

tulisi<strong>ja</strong>n nuohousluukussa.<br />

3.4.4 Lämmitys- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong><strong>järjestelmien</strong> suunnittelu, toteuteutus <strong>ja</strong> käyttö<br />

Lämmityslaitteiden tehomitoituksessa on suunnitteluvaiheessa huomioitava <strong>sekä</strong><br />

ulkovaipan lämmöneristysominaisuudet että rakenteiden (ulkovaippa, ylä- <strong>ja</strong><br />

alapoh<strong>ja</strong> <strong>sekä</strong> väliseinät) massiivisuus. Rakenteiden massiivisuuden merkitys<br />

korostuu yleistymässä olevassa matalaenergiarakentamisessa, koska yksittäisten<br />

tilojen lämmityksen mitoitustehot pienenevät ulkovaipan eristysominaisuuksien<br />

parantuessa, <strong>ja</strong> samalla voidaan rakenteiden massiivisuutta hyödyntäen edelleen<br />

pienentää yksittäisten lämmönluovutuslaitteiden hetkellistä tehoa hyödyntämällä<br />

lämpöenergian varastoitumista massiivisiin rakenteisiin. Yksilöllisten rakennuskohtaisten<br />

optimaalisten teknisten ratkaisujen löytämiseksi on suunnittelumenetelmiä<br />

<strong>ja</strong> -käytäntöjä kuiten kehitettävä vastaamaan nykyistä paremmin tulevaisuuden<br />

tarpeita.<br />

Yhteiskäytön näkökulmasta tarkasteltuna voidaan suositella lämmöntalteenotolla<br />

varustettua koneellista <strong>ilmanvaihto</strong>a. Tällöin rakennuksen energiatehokkuus paranee,<br />

<strong>ja</strong> samalla voidaan varmistaa hallittu <strong>ilmanvaihto</strong> kaikissa<br />

käyttöolosuhteissa. Lisäksi koneellisen ilmanvaihdon avulla hallitaan myös<br />

rakennuksen painetasot kaikkein parhaiten, mikä korostuu tulisi<strong>ja</strong>n käytön<br />

yhteydessä.<br />

Toimivan kokonaisratkaisun varmistamiseksi rakenne- <strong>ja</strong> laitetekniset ratkaisut<br />

on paitsi suuniteltava myös asennattava huolellisesti <strong>ja</strong> ammattitaitoisesti.<br />

Huolimat-tomalla asennuksella voidaan esimerkiksi heikentää merkittävästi<br />

rakenteiden ilmanpitävyyttä, mistä saattaa aiheutua tarpeettomia ongelmia<br />

rakennuksen painetasojen hallintaan <strong>ja</strong> rakenteiden kuntoon. Huolellinen asennus<br />

parantaa omalta osaltaan <strong>sekä</strong> rakennuksen energiatehokkuutta että sisäilmastoolosuhteita.<br />

Loppukäyttäjän tulee varmistaa omilla huolto- <strong>ja</strong> kunnossapitotoimenpiteillä<br />

laitteiden <strong>ja</strong> <strong>järjestelmien</strong> moitteeton toiminta käyttövaiheessa. <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong> kunnon<br />

seuranta, hormin säännöllinen nuohous, <strong>ilmanvaihto</strong>järjestelmän suodattimien<br />

vaihto <strong>ja</strong> <strong>lämmitys</strong>järjestelmän toiminnan säännöllinen tarkastus varmistavat<br />

tulisi<strong>ja</strong>n <strong>sekä</strong> <strong>lämmitys</strong>- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong><strong>järjestelmien</strong> hallitun yhteiskäytön myös<br />

käytännössä.<br />

3.4.5 Lämmityslaitteiden lämmönluovutus<br />

Erikokoisten <strong>ja</strong> eri materiaaleista valmistettujen tulisijojen laboratorio-olosuhteissa<br />

mitattu lämmönluovutus panospolton eri vaiheissa on esitetty kuvissa 8 <strong>ja</strong><br />

9. Näitä tuloksia hyödyntäen on arvioitu esimerkkirakennuksen (LVIS2000 talo)<br />

lämpöteknistä toimintaa laskennallisilla menetelmillä erilaisissa ulkolämpötilaolosuhteissa<br />

erilaisilla vaipan massiivisuuksilla. Liitteissä 5...12 on esitetty<br />

rakennuksen kokonais<strong>lämmitys</strong>tehot, takka- <strong>ja</strong> makuuhuoneiden <strong>sekä</strong> keittiön


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 23 (37)<br />

sisälämpötilat. Laskelmat on tehty kolmella eri tulisi<strong>ja</strong>vaihtoehdolla (ei tulisi<strong>ja</strong>a,<br />

kevyt tulisi<strong>ja</strong> tai raskas tulisi<strong>ja</strong>), kahdella ulkolämpötilalla (0 ºC <strong>ja</strong> -26 ºC),<br />

kahdella ulkovaipan massiivisuudella (massiivinen <strong>ja</strong> kevytrakenteinen) <strong>sekä</strong><br />

kahdella säätötavalla (ideaalinen lämmityksen säätö <strong>ja</strong> realistinen lämpöenergian<br />

varastoitumisen huomioiva lattia<strong>lämmitys</strong>).<br />

Liitteessä 5 on esitetty esimerkkirakennuksen kokonais<strong>lämmitys</strong>tehot <strong>sekä</strong><br />

takkahuoneen <strong>ja</strong> keittiön lämpötilat kahdella ulkolämpötilalla. Kun ulkolämpötila<br />

on 0 ºC, nousee kevytrakenteisen rakennuksen takkahuoneen lämpötila kevyessä<br />

tulisi<strong>ja</strong>ssa poltetun panoksen jälkeen jopa yli 30 ºC. Massiivista tulisi<strong>ja</strong>a<br />

käytettäessä takkahuoneenkin lämpötila pysyy vielä kohtuullisena (maksimi noin<br />

24 ºC), joten tulisi<strong>ja</strong>n massiivisuudella <strong>ja</strong> tämän lämmönluovutuksen nopeudella<br />

on keskeinen vaikutus myös lämpöviihtyvyyteen. Liitteessä 7 esitettyjen tulosten<br />

perusteella voidaan todeta, että myös ulkovaipan rakenteiden massiivisuudella on<br />

selvä vaikutus lämpötilatasoihin, koska ulkolämpötilassa 0 ºC takkahuoneen<br />

maksimilämpötila on kevyelläkin tulisi<strong>ja</strong>lla yli 3 ºC alhaisempi kuin kevytrakenteisessa<br />

rakennuksessa kun muut parametrit (tulisi<strong>ja</strong>n ominaisuudet, panoskoko,<br />

ulkovaipan eristystaso, ...) ovat samo<strong>ja</strong>.<br />

Liitteessä 9 on esitetty saman testirakennuksen kokonais<strong>lämmitys</strong>tehot <strong>sekä</strong><br />

takkahuoneen <strong>ja</strong> keittiön lämpötilat silloin, kun rakennuksessa on lattia<strong>lämmitys</strong><br />

<strong>ja</strong> sen viiveet huomioiva realistinen säätö. Tällöin kevytrakenteisella ulkovaipalla<br />

takkahuoneen lämpötilat nousevat illalla panospolton jälkeen jopa yli 32 ºC, kun<br />

panos poltetaan kevytrakenteisessa tulisi<strong>ja</strong>ssa. Vaikka ulkovaippa olisi raskasrakenteinen<br />

(liite 11), nousee takkahuoneen ilman lämpötila iltapolton jälkeen<br />

28 ºC. Syynä näihin hallitsemattoman korkeisiin lämpötiloihin on lattialämmityksen<br />

rakenteisiin varastoitunut lämpö, joka siirtyy takkahuoneen ilmaan <strong>ja</strong><br />

nostaa sen ilman lämpötilaa vielä silloinkin kun tulisi<strong>ja</strong> on käytössä.<br />

Yhteenvetona <strong>lämmitys</strong>laitteiden lämmönluovutuksesta yhteiskäytössä voidaan<br />

todeta, että <strong>sekä</strong> rakenteiden että lämmönluovutuslaitteiden massiivisuudella on<br />

huomattava vaikutus koko rakennuksen lämpötekniseen käyttäytymiseen. Lisäksi<br />

tämä massiivisuuden merkitys korostuu matalaenergiarakennuksissa, joissa<br />

varastoituneen lämpöenergian suhteellinen osuus rakennuksen <strong>lämmitys</strong>energian<br />

tarpeesta kasvaa voimakkaasti. Massiivisuuden ohella myös siirtoilmalla on vaikutusta<br />

yksittäisten tilojen lämpötilatasoihin. Siirtoilman vaikutusta arvioitaessa<br />

on huomioitava <strong>sekä</strong> konvektiivinen lämmönsiirtokerroin (kts. kohta 3.2.2) että<br />

siirtoilman lämmönsiirtotehot (ilmamäärä <strong>ja</strong> lämpötilaero tilojen välillä, kts. Taulukko<br />

2) realististen arvioiden saamiseksi.<br />

3.4.6 Tulisijojen käyttö energiatalouden näkökulmasta<br />

Energiatalouden näkökulmasta tarkasteltuna tulisijo<strong>ja</strong> on tarkoituksenmukaisinta<br />

käyttää <strong>lämmitys</strong>kaudella kulutushuippujen leikkaamiseen. Kulutushuippujen<br />

leikkaamisesta hyötyvät energiamarkkinoiden vapautuessa <strong>ja</strong> kehittyessä <strong>sekä</strong><br />

energialaitokset että myös kulutta<strong>ja</strong>t, koska tulisijojen aktiivisella kulutushuippujen<br />

aikaisella käytöllä voidaan vähentää kalliiden huippukuormalaitosten<br />

käyttöä. Kuvassa 15 on esitetty <strong>sekä</strong> tyypillisen pientalon että tulevaisuuden<br />

mata-laenergiarakennuksen <strong>lämmitys</strong>energian tarve eri kuukausina. <strong>Tulisi<strong>ja</strong>n</strong><br />

<strong>lämmitys</strong>-käytön ajoitukseen on kiinnitettävä sitä enemmän huomiota mitä<br />

pienempi <strong>lämmitys</strong>energian tarve on.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 24 (37)<br />

Lämmitysenergia, kWh/m²<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Ostoenergia lämmitykseen<br />

Ilmaislämpökuormat<br />

Tyypillinen<br />

pientalo<br />

1 2 3 Matalaenergiarakennus<br />

4 5 6 7 8 9 10 11 12<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12<br />

Kuukausi<br />

Kuva 15. Lämmitysenergian tarve vuoden eri kuukausin tyypillisessä <strong>ja</strong><br />

matalaenergialientalossa.<br />

4. TUTKIMUSTULOSTEN HYÖDYNTÄMINEN<br />

Hankkeessa on tuotettu uutta puolueetonta tietoa <strong>lämmitys</strong>- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong><strong>järjestelmien</strong><br />

yhteiskäytön näkökulmasta tarkasteltuna. Lämmitys- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong>laitteiden<br />

toimintaa on analysoitu <strong>sekä</strong> laboratorio-olosuhteissa tehtyjen<br />

mittausten että uusien hankkeessa kehitettyjen laskennallisten analyysointimenetelmien<br />

avulla. Laskennallisten menetelmien avulla on arvioitu myös<br />

laitteiden <strong>ja</strong> rakenteiden välistä lämpö- <strong>ja</strong> virtausteknistä vuorovaikutusta.<br />

Hankkeen tulokset tukevat omalta osaltaan hyvää pientalosuunnittelua, jolloin<br />

terveelliset sisäilmaolosuhteet saavutetaan energiataloudellisesti.<br />

Lämmitys- <strong>ja</strong> <strong>ilmanvaihto</strong><strong>järjestelmien</strong> valmista<strong>ja</strong>t <strong>sekä</strong> toimitta<strong>ja</strong>t voivat hankkeen<br />

tuloksia hyödyntäen tarjota kuluttajien yksilöllisiin tarpeisiin aikaisempaa<br />

paremmin <strong>ja</strong> luotettavammin toimivia tuotteita. Lisäksi yritykset voivat<br />

hyödyntää tutkimuksen tuloksia omassa tuotekehityksessä <strong>ja</strong> markkinoinnissa.<br />

5. JATKOTOIMET<br />

Tehdyn tutkimuksen perusteella tulee yritysten kehittää tuotteitaan kiinteässä<br />

yhteistyössä energianhuoltoketjun muiden toimijoiden kanssa. Yhteistyön tarve<br />

korostuu <strong>sekä</strong> erilaisissa kor<strong>ja</strong>usrakentamishankkeissa että otettaessa uusia matalaenergiakonsepte<strong>ja</strong><br />

käyttöön uudisrakennuksessa. Rakennusten energiatehokkuuden<br />

parantamiseksi <strong>ja</strong> yhteiskäytön luotettavan toiminnan varmistamiseksi on


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 25 (37)<br />

tulevaisuudessa myös <strong>ja</strong>tkettava suunnittelumenetelmien kehitystyötä <strong>sekä</strong><br />

tiedotettava kuluttajille uusista tuloksista.<br />

Yksi merkittävä rakennusten energiankäytön tehokkuuteen vaikuttava asia on<br />

valmistumassa oleva Euroopan Unionin jäsenvaltioita koskeva rakennusten<br />

energiatehokkuusdirektiivi. Direktiivin on arvioitu tulevan voimaan tammihelmikuussa<br />

2003, jonka jälkeen jäsenmailla on noin neljä vuotta aikaa<br />

direktiivin eri kohtien täytäntöönpanoon vuoden 2006 alusta alkaen. Tässä<br />

valmistelutyössä tulisi rakennus- <strong>ja</strong> talotekniikka-alan yritysten <strong>ja</strong> muiden<br />

toimijoiden olla lähi-vuosina riittävän aktiivisesti mukana oh<strong>ja</strong>amassa direktiivin<br />

kansallista täytän-töönpanoa.<br />

REFERENSSILUETTELO<br />

LVI 10-40045 Tulisi<strong>ja</strong><strong>lämmitys</strong>. Rakennustietosäätiö RTS, 2000.<br />

Hyytiäinen, H., Pientalon tulisi<strong>ja</strong>t. Rakennustieto Oy, 2000.<br />

Tuomaala, P. Simonson, C. J. and Piira, K. 2002. Validation of Coupled Air Fow<br />

and Heat Transfer Routines in a Building Simulation Tool. ASHRAE<br />

Transactions, Vol. 108, Number 1.<br />

Tuomaala, P. 2002. Implementation and evaluation of air flow and heat transfer<br />

routines for building simulation tools. Doctoral Thesis. VTT Publications 471.<br />

Helsinki University of Technology, Finland.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 26 (37)<br />

Liite 1. Laskennassa käytetyn testirakennuksen kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteiset ulkovaipparakenteet<br />

<strong>ja</strong> U-arvot.<br />

Taulukko 1 Kevytrakenteisen pientalon rakenteet <strong>ja</strong> U-arvot.<br />

Rakenne<br />

U-arvo<br />

Ulkoseinä Ulkoverhous 28 mm<br />

0,22 W/m 2 ,K<br />

Tuuletusrako 22 mm<br />

Tuulensuo<strong>ja</strong>levy 50 mm (λ n =0,041 W/m,K)<br />

Eriste 125 mm (λ n =0,045 W/m,K)<br />

Kosteussulku<br />

Sisäverhouslevy 13 mm (λ n =0,23 W/m,K)<br />

Yläpoh<strong>ja</strong> Peltikate<br />

0,22 W/m 2 ,K<br />

Tuuletustila<br />

Eriste 150 mm (λ n =0,045 W/m,K)<br />

Kuitulevy 12 mm (λ n =0,085 W/m,K)<br />

Eriste 40 mm (λ n =0,053 W/m,K)<br />

Sisäverhouslevy 12 mm (λ n =0,16 W/m,K)<br />

Alapoh<strong>ja</strong> Perusmaa<br />

0,33 W/m 2 ,K (pelkkä lattiarakenne)<br />

Tiivistetty sora 300 mm<br />

Solupolystyreeni 100 mm (λ n =0,037 W/m,K)<br />

Teräsbetoni 100 mm (λ n =1,7 W/m,K)<br />

Pintamateriaali 2,5 mm (λ n =0,045 W/m,K)<br />

Ikkunat 1,8 W/m 2 ,K<br />

Ovet 0,74 W/m 2 ,K<br />

Taulukko 2. Raskasrakenteisen pientalon rakenteet <strong>ja</strong> U-arvot<br />

Rakenne<br />

U-arvo<br />

Ulkoseinä Julkisivuelementti 85 mm (λ n =1,7 W/m,K) 0,22 W/m 2 ,K<br />

Eriste 156 mm (λ n =0,037 W/m,K)<br />

Betoni 100 mm (λ n =1,7 W/m,K)<br />

Tasoite 5 mm (λ n =1,2 W/m,K)<br />

Yläpoh<strong>ja</strong> Bitumihuopa<br />

0,22 W/m 2 ,K<br />

Eriste 9 mm (λ n =0,041 W/m,K)<br />

Eriste 140 mm (λ n =0,037 W/m,K)<br />

Tasoite 2 mm (λ n =0,9 W/m,K)<br />

Ontelolaatta 265 mm<br />

Tasoite 2 mm (λ n =0,9 W/m,K)<br />

Alapoh<strong>ja</strong> Perusmaa<br />

0,33 W/m 2 ,K (pelkkä lattiarakenne)<br />

Tiivistetty sora 300 mm<br />

Solupolystyreeni 100 mm (λ n =0,037 W/m,K)<br />

Teräsbetoni 100 mm (λ n =1,7 W/m,K)<br />

Pintamateriaali 2,5 mm (λ n =0,045 W/m,K)<br />

Ikkunat 1,8 W/m 2 ,K<br />

Ovet 0,74 W/m 2 ,K


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 27 (37)<br />

Liite 2. Laskennassa käytetyt raskas- <strong>ja</strong> kevytrakenteisen takan materiaaliominaisuudet<br />

<strong>ja</strong> massat.<br />

Raskas takka<br />

Kevyt takka<br />

Materiaaliominaisuudet<br />

λ = 2,92 W/m,K<br />

ρ = 6500 kg/m 3<br />

c p = 960 kJ/kg,K<br />

a = 4,679·10 -7 m 2 /s<br />

λ = 0,292 W/m,K<br />

ρ = 650 kg/m 3<br />

c p = 960 kJ/kg,K<br />

a = 4,679·10 - 7 m 2 /s<br />

Massa<br />

3560 kg<br />

356 kg


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 28 (37)<br />

Liite 3. Laskennallisesti arvioidut kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteisen tulisi<strong>ja</strong>n hyödyntämisasteet<br />

eri ulkolämpötiloilla kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteisessa pientalossa - ideaali<strong>lämmitys</strong>.<br />

1.00<br />

0.90<br />

0.80<br />

0.70<br />

0.60<br />

0.50<br />

Raskas takka<br />

Kevyt takka<br />

0.40<br />

0.30<br />

0.20<br />

0.10<br />

0.00<br />

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0<br />

Kuva 1. Kevyt talo, ideaali<strong>lämmitys</strong>.<br />

1<br />

0.9<br />

0.8<br />

0.7<br />

0.6<br />

0.5<br />

Raskas takka<br />

Kevyt takka<br />

0.4<br />

0.3<br />

0.2<br />

0.1<br />

0<br />

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0<br />

Kuva 2. Raskasrakenteinen talo, ideaali<strong>lämmitys</strong>.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 29 (37)<br />

Liite 4. Laskennallisesti arvioidut kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteisen tulisi<strong>ja</strong>n hyödyntämisasteet<br />

eri ulkolämpötiloilla kevyt- <strong>ja</strong> raskasrakenteisessa pientalossa - lattia<strong>lämmitys</strong>.<br />

1.00<br />

0.90<br />

0.80<br />

0.70<br />

0.60<br />

0.50<br />

Raskas takka<br />

Kevyt takka<br />

0.40<br />

0.30<br />

0.20<br />

0.10<br />

0.00<br />

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0<br />

Kuva 1. Kevytrakenteinen talo, lattia<strong>lämmitys</strong>.<br />

1<br />

0.9<br />

0.8<br />

0.7<br />

0.6<br />

0.5<br />

Raskas takka<br />

Kevyt takka<br />

0.4<br />

0.3<br />

0.2<br />

0.1<br />

0<br />

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0<br />

Kuva 2. Raskasrakenteinen talo, lattia<strong>lämmitys</strong>.


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 30 (37)<br />

Liite 5. Laskennallisesti arvioidut kokonais<strong>lämmitys</strong>tehot, takkahuoneen lämpötilat <strong>ja</strong><br />

keittiön lämpötilat ilman tulisi<strong>ja</strong>a <strong>sekä</strong> kevyt- että raskasrakenteisilla tulisijoilla<br />

(kevytrakenteinen talo, ideaalinen lämmityksen säätö). Vasemmanpuoleiset<br />

tulokset ulkolämpötilalla 0 °C, <strong>ja</strong> oikealla puolella vastaavat tulokset ulkolämpötilalla<br />

-26 °C.<br />

Ulkolämpötila 0 °C Ulkolämpötila -26 °C<br />

7000<br />

7000<br />

6000<br />

6000<br />

5000<br />

5000<br />

TEHO, W<br />

4000<br />

3000<br />

TEHO, W<br />

4000<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

3000<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

2000<br />

2000<br />

1000<br />

1000<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

33<br />

32<br />

31<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

26<br />

25<br />

24<br />

23<br />

22<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

33<br />

32<br />

31<br />

30<br />

29<br />

28<br />

Ei takkaa27<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka 26<br />

25<br />

24<br />

23<br />

22<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

26<br />

25<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

26<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka 25<br />

Raskas takka<br />

24<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

23<br />

23<br />

22<br />

22<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

AIKA, h


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 31 (37)<br />

Liite 6. Laskennallisesti arvioidut makuuhuoneiden 3, 2 <strong>ja</strong> 1 lämpötilat ilman tulisi<strong>ja</strong>a <strong>sekä</strong><br />

kevyt- että raskasrakenteisilla tulisijoilla (kevytrakenteinen talo, ideaalinen lämmityksen<br />

säätö). Vasemmanpuoleiset tulokset ulkolämpötilalla 0 °C, <strong>ja</strong> oikealla<br />

puolella vastaavat tulokset ulkolämpötilalla -26 °C.<br />

Ulkolämpötila 0 °C Ulkolämpötila -26 °C<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

Ei takkaa<br />

23<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

21<br />

21<br />

20<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

AIKA, h<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

Ei takkaa<br />

23<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

21<br />

21<br />

20<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

AIKA, h


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 32 (37)<br />

Liite 7. Laskennallisesti arvioidut kokonais<strong>lämmitys</strong>tehot, takkahuoneen lämpötilat <strong>ja</strong><br />

keittiön lämpötilat ilman takkaa <strong>sekä</strong> kevyt- että raskasrakenteisilla tulisijoilla<br />

(raskasrakenteinen talo, ideaalinen lämmityksen säätö). Vasemmanpuoleiset<br />

tulokset ulkolämpötilalla 0 °C, <strong>ja</strong> oikealla puolella vastaavat tulokset ulkolämpötilalla<br />

-26 °C.<br />

Ulkolämpötila 0 °C Ulkolämpötila -26 °C<br />

7000<br />

7000<br />

6000<br />

6000<br />

5000<br />

5000<br />

TEHO, W<br />

4000<br />

3000<br />

TEHO, W<br />

4000<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas 3000 takka<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

2000<br />

2000<br />

1000<br />

1000<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

33<br />

32<br />

31<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

26<br />

25<br />

24<br />

23<br />

22<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

33<br />

32<br />

31<br />

30<br />

29<br />

28<br />

Ei takkaa<br />

27<br />

Kevyt takka<br />

Raskas 26 takka<br />

25<br />

24<br />

23<br />

22<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

26<br />

25<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

26<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka 25<br />

Raskas takka<br />

24<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

23<br />

23<br />

22<br />

22<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

AIKA, h


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 33 (37)<br />

Liite 8. Laskennallisesti arvioidut makuuhuoneiden 3, 2 <strong>ja</strong> 1 lämpötilat ilman tulisi<strong>ja</strong>a <strong>sekä</strong><br />

kevyt- että raskasrakenteisilla tulisijoilla (raskasrakenteinen talo, ideaalinen lämmityksen<br />

säätö). Vasemmanpuoleiset tulokset ulkolämpötilalla 0 °C, <strong>ja</strong> oikealla<br />

puolella vastaavat tulokset ulkolämpötilalla -26 °C.<br />

Ulkolämpötila 0 °C Ulkolämpötila -26 °C<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

23<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takk<br />

Raskas ta<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

AIKA, h<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

23<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takk<br />

Raskas ta<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

AIKA, h<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

23<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takk<br />

Raskas ta<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

AIKA, h


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 34 (37)<br />

Liite 9. Laskennallisesti arvioidut kokonais<strong>lämmitys</strong>tehot, takkahuoneen lämpötilat <strong>ja</strong><br />

keittiön lämpötilat ilman takkaa <strong>sekä</strong> kevyt- että raskasrakenteisilla tulisijoilla<br />

(kevytrakenteinen talo, lattia<strong>lämmitys</strong>). Vasemmanpuoleiset tulokset ulkolämpötilalla<br />

0 °C, <strong>ja</strong> oikealla puolella vastaavat tulokset ulkolämpötilalla -26 °C.<br />

Ulkolämpötila 0 °C Ulkolämpötila -26 °C<br />

TEHO, W<br />

15000<br />

14000<br />

13000<br />

12000<br />

11000<br />

10000<br />

9000<br />

8000<br />

7000<br />

6000<br />

5000<br />

4000<br />

3000<br />

2000<br />

1000<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

TEHO, W<br />

15000<br />

14000<br />

13000<br />

12000<br />

11000<br />

10000<br />

9000<br />

Ei takkaa<br />

8000<br />

Kevyt takka<br />

Raskas 7000 takka<br />

6000<br />

5000<br />

4000<br />

3000<br />

2000<br />

1000<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

33<br />

32<br />

31<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

26<br />

25<br />

24<br />

23<br />

22<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

33<br />

32<br />

31<br />

30<br />

29<br />

28<br />

Ei takkaa 27<br />

Kevyt takka<br />

Raskas 26 takka<br />

25<br />

24<br />

23<br />

22<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

26<br />

25<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

26<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka 25<br />

Raskas takka<br />

24<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

23<br />

23<br />

22<br />

22<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

AIKA, h


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 35 (37)<br />

Liite 10. Laskennallisesti arvioidut makuuhuoneiden 3, 2 <strong>ja</strong> 1 lämpötilat ilman tulisi<strong>ja</strong>a <strong>sekä</strong><br />

kevyt- että raskasrakenteisilla tulisijoilla (kevytrakenteinen talo, lattia<strong>lämmitys</strong>).<br />

Vasemmanpuoleiset tulokset ulkolämpötilalla 0 °C, <strong>ja</strong> oikealla puolella vastaavat<br />

tulokset ulkolämpötilalla -26 °C.<br />

Ulkolämpötila 0 °C Ulkolämpötila -26 °C<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

23<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takk<br />

Raskas ta<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

AIKA, h<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

23<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takk<br />

Raskas ta<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

Raskas takka<br />

23<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takk<br />

Raskas ta<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 36 (37)<br />

Liite 11. Laskennallisesti arvioidut kokonais<strong>lämmitys</strong>tehot, takkahuoneen lämpötilat <strong>ja</strong><br />

keittiön lämpötilat ilman takkaa <strong>sekä</strong> kevyt- että raskasrakenteisilla tulisijoilla<br />

(raskasrakenteinen talo, lattia<strong>lämmitys</strong>). Vasemmanpuoleiset tulokset ulkolämpötilalla<br />

0 °C, <strong>ja</strong> oikealla puolella vastaavat tulokset ulkolämpötilalla -26 °C.<br />

Ulkolämpötila 0 °C Ulkolämpötila -26 °C<br />

TEHO, W<br />

15000<br />

14000<br />

13000<br />

12000<br />

11000<br />

10000<br />

9000<br />

8000<br />

7000<br />

6000<br />

5000<br />

4000<br />

3000<br />

2000<br />

1000<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324<br />

AIKA, h<br />

TEHO, W<br />

15000<br />

14000<br />

13000<br />

12000<br />

11000<br />

10000<br />

9000<br />

Ei takkaa 8000<br />

Kevyt takka<br />

Raskas 7000 takka<br />

6000<br />

5000<br />

4000<br />

3000<br />

2000<br />

1000<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

35<br />

34<br />

33<br />

32<br />

31<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

26<br />

25<br />

24<br />

23<br />

22<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

33<br />

32<br />

31<br />

30<br />

29<br />

28<br />

Ei takkaa 27<br />

Kevyt takka<br />

Raskas 26 takka<br />

25<br />

24<br />

23<br />

22<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

30<br />

29<br />

28<br />

27<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

26<br />

25<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

26<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka 25<br />

Raskas takka<br />

24<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

23<br />

23<br />

22<br />

22<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h


VTT Rakennus- <strong>ja</strong> yhdyskuntatekniikka, COMBI-tulokset 23.12.2002 37 (37)<br />

Liite 12. Laskennallisesti arvioidut makuuhuoneiden 3, 2 <strong>ja</strong> 1 lämpötilat ilman tulisi<strong>ja</strong>a <strong>sekä</strong><br />

kevyt- että raskasrakenteisilla tulisijoilla (raskarakenteinen talo, lattia<strong>lämmitys</strong>).<br />

Vasemmanpuoleiset tulokset ulkolämpötilalla 0 °C, <strong>ja</strong> oikealla puolella vastaavat<br />

tulokset ulkolämpötilalla -26 °C.<br />

Ulkolämpötila 0 °C Ulkolämpötila -26 °C<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

23<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takk<br />

Raskas ta<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

23<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takk<br />

Raskas ta<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

25<br />

25<br />

24<br />

24<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

23<br />

22<br />

23<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takka<br />

Raskas takka<br />

LÄMPÖTILA, o C<br />

22<br />

Ei takkaa<br />

Kevyt takk<br />

Raskas ta<br />

21<br />

21<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

20<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />

AIKA, h<br />

AIKA, h

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!